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18.2. 2. 菱形的判定
一、单选题
1.已知正多边形的一个内角等于一个外角的3倍,那么这个正多边形的边数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
2.已知平行四边形ABCD,下列条件中,不能判定这个平行四边形为菱形的是( )
A.AB=CD B.AB=BC C.AC平分∠BAD D.AC⊥BD
3.如图,在给定的一张平行四边形纸片上作一个菱形.甲、乙两人的作法如下:
甲:连接AC,作AC的垂直平分线MN分别交AD,AC,BC于M,O,N,连接AN,CM,则四边形ANCM是菱形.
乙:分别作∠A,∠B的平分线AE,BF,分别交BC,AD于E,F,连接EF,则四边形ABEF是菱形.
根据两人的作法可判断( )
A.甲正确,乙错误 B.乙正确,甲错误
C.甲、乙均正确 D.甲、乙均错误
4.如图,四边形ABCD的四边相等,且其面积为 ,对角线 ,则对角线BD的长为( )
A. B. C. D.
5.如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,且AC⊥BD,则下列条件能判定四边形ABCD是菱形的是( )
A. B.,
C. D.
6.如图,两张等宽的纸条交叉重叠在一起,重叠的部分为四边形ABCD,若测得A,C之间的距离为12cm,点B,D之间的距离为16m,则线段AB的长为( )
A.9.6cm B.10cm C.20cm D.12cm
7.按如下步骤作四边形ABCD:如图,①画∠EAF;②以点A为圆心,1个单位长度为半径画弧,分别交AE,AF于点B,D;③分别以点B和点D为圆心,1个单位长度为半径画弧,两弧交于点C;④连接BC,DC,BD.若∠A=40°,则∠BDC的度数是( )
A.64° B.66° C.68° D.70°
8.如图,是一张平行四边形纸片,利用所学知识作出一个菱形,小明和小亮两位同学的作法如下:
小明:连接,作的中垂线交于E,F,则四边形是菱形.
小亮:分别作与的平分线,分别交于点E,交于点F,则四边形是菱形.
则关于两人的作法,下列判断正确的为( )
A.小明正确 B.小亮正确
C.小明和小亮均错误 D.小明和小亮均正确
9.如图,的对角线,交于点,以下条件不能证明是菱形的是( )
A. B. C. D.
10.如图,△ABC中,AC=BC=3,AB=2,将它沿AB翻折180°得到△ABD,点P、E、F分别为线段AB、AD、DB上的动点,则PE+PF的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=3,连接AC,分别以点A和点C为圆心,大于 的长为半径作弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,分别交CD、AB于点E、F,连接AE、CF,则四边形AECF的周长是 .
12.中国结,象征着中华民族的历史文化与精神.利用所学知识抽象出如图所示的菱形,测得,,直线交两对边于E、F,则的长为 cm.
13.如图,在 中,按如下步骤操作:①以点 为圆心, 长为半径画弧交 于点 ;②再分别以点 、 为圆心,大于 的长为半径画弧,两弧交于一点 ;③连接 并延长交 于点 ,连接 .若 , ,则 的长为 .
14.如图,在 ABCD中,AB=BC=5,对角线BD=8,则 ABCD的面积为 .
15.如图,平行四边形 的两条对角线 相交于点 , , , ,则四边形 的形状是 .
三、解答题
16.如图,点O是的中点,过点O作,若,连接.求证:四边形是菱形.
17.如图,四边形是边长为的菱形,其中对角线长.则菱形的面积为.
18.已知,如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,E,F为对角线AC上两点,且AE=CF,DF∥BE,AC平分∠BAD.
求证:四边形ABCD为菱形.
19.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,AE平分∠BAC,分别与BC、CD交于E、F,EH⊥AB于H,连结FH.求证:四边形CFHE是菱形.
20.如图,在菱形中,将对角线分别向两端延长到点和,使得.连接.求证:四边形是菱形.
21.(1)【阅读理解】对于任意正实数a、b.
,
,
,(只有当时,.)
结论:在(a、b均为正实数)中,若ab为定值,则,
只有当时,有最小值,根据上述内容,回答下列问题:
问题1:若时,有最小值为__________;
问题2:若,求y的最小值为__________.
(2)【探索应用】如图,已知、,P为双曲线上的任意一点,过点P作轴于点C,轴于点D,求四边形面积的最小值,并说明此时四边形的形状.
22.综合与实践
在矩形中,,,现将纸片折叠,点D的对应点记为点P,折痕为(点E、F是折痕与矩形的边的交点),再将纸片还原.
【初步思考】
(1)若点P落在矩形的边上(如图①).
①当点P与点A重合时, ;②当点E与点A重合时, .
【深入探究】
(2)当点E在上,点F在上时(如图②),
①求证:四边形为菱形;
②当时,求的长.
【拓展延伸】
(3)若点F与点C重合,点E在边上,射线与射线交于点M(如图③).在各种不同的折叠位置中,是否存在使得线段与线段的长度相等的情况?若存在,请直接写出线段的长度;若不存在,请说明理由.
23.问题呈现:对于任意正实数x、y,由于,所以有,于是,只有当时,才成立.也就是说,若为定值p,则当时,有最小值.若,则只有当______时,有最小值______.
数学思考:现有面积为1的矩形,直接写出其周长的最小值______.
拓展运用:如图,在平面直角坐标系中,已知,,点P为第一象限内一动点,过P分别向坐标轴作垂线,分别交x、y轴于C、D两点,矩形的面积始终为12,当四边形的面积最小时,试判断四边形为何种特殊形状的平行四边形,并说明理由.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】多边形内角与外角
2.【答案】A
【知识点】菱形的判定
3.【答案】C
【知识点】菱形的判定
4.【答案】B
【知识点】菱形的判定与性质
5.【答案】B
【知识点】菱形的判定
6.【答案】B
【知识点】菱形的判定与性质
7.【答案】D
【知识点】三角形内角和定理;菱形的判定与性质
8.【答案】D
【知识点】线段垂直平分线的性质;等腰三角形的判定;菱形的判定
9.【答案】D
【知识点】勾股定理的逆定理;菱形的判定
10.【答案】C
【知识点】等腰三角形的性质;勾股定理;菱形的判定与性质;翻折变换(折叠问题)
11.【答案】15
【知识点】三角形全等及其性质;线段垂直平分线的性质;菱形的判定与性质;三角形全等的判定-ASA
12.【答案】9.6
【知识点】三角形的面积;菱形的判定与性质
13.【答案】8
【知识点】勾股定理;菱形的判定与性质
14.【答案】24
【知识点】勾股定理;菱形的判定与性质
15.【答案】菱形
【知识点】菱形的判定
16.【答案】证明:∵点O是的中点,
∴.
又∵,
∴四边形是平行四边形.
又∵,
∴四边形是菱形.
【知识点】菱形的判定
17.【答案】
【知识点】勾股定理;菱形的判定与性质
18.【答案】证明:∵AB∥CD,∴∠DCA=∠BAC,∵DF∥BE,∴∠DFA=∠BEC,∴∠AEB=∠CFD,在△AEB和△CFD中,,∴△AEB≌△CFD(ASA),∴AB=CD,∵AB∥CD,∴四边形ABCD是平行四边形,∵AC平分∠BAD,∴∠BAE=∠DAF,∵∠BAE=∠DCF,∴∠DAF=∠DCF,∴AD=CD,∴四边形ABCD是菱形.
【知识点】全等三角形的判定与性质;菱形的判定
19.【答案】证明:∵∠ACB=90°,AE平分∠BAC,EH⊥AB,
∴CE=EH,
在Rt△ACE和Rt△AHE中,AE=AE,CE=EH,由勾股定理得:AC=AH,
∵AE平分∠CAB,
∴∠CAF=∠HAF,
在△CAF和△HAF中
∴△CAF≌△HAF(SAS),
∴∠ACD=∠AHF,
∵CD⊥AB,∠ACB=90°,
∴∠CDA=∠ACB=90°,
∴∠B+∠CAB=90°,∠CAB+∠ACD=90°,
∴∠ACD=∠B=∠AHF,
∴FH//CE,
∵CD⊥AB,EH⊥AB,
∴CF//EH,
∴四边形CFHE是平行四边形,
∵CE=EH,
∴四边形CFHE是菱形.
【知识点】菱形的判定;三角形全等的判定-SAS
20.【答案】证明:连接BD,交AC于O,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥BD,
∵AE=CF,
∴OE=OF,
∴四边形BEDF是平行四边形,
∵EF⊥BD,
∴四边形BEDF是菱形.
【知识点】菱形的判定与性质
21.【答案】(1)问题1:4;问题2:;(2)12,四边形ABCD是菱形
【知识点】菱形的判定;不等式的性质
22.【答案】解:(1)①3;②4
(2)①证明:如图,与交于点O,
∵是的中垂线,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴为菱形,
②解:当时,设菱形的边长为x,则,,
在中,由勾股定理得:,
∴,
∴,
∴当时,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)或
【知识点】三角形全等及其性质;菱形的判定与性质;翻折变换(折叠问题);三角形全等的判定-ASA;三角形全等的判定-AAS
23.【答案】解:问题呈现:2,4;
数学思考:4;
拓展运用:
设,
四边形为矩形,且面积始终为12,
,
,
,,
,,
,,
,
,
当,即时,有最小值为12,
点P为第一象限内一动点,
当时,四边形的面积最小,最小值为24,
此时,,
,,,
四边形是菱形.
【知识点】完全平方公式及运用;坐标与图形性质;菱形的判定;几何图形的面积计算-割补法
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